大学物理-静电场ppt课件.ppt

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1、第五章静电场相对观察者静止的电荷所激发的电场电荷电荷的正负性自然界上存在正负两种电荷2.电荷守恒定律孤立系统中电荷的代数和保持不变3.电荷量子化任何电荷的电量是某个基本单元的整数倍“微观世界的一个特殊概念,按某种规律取分立值的物理量。”第一节静电场电场强度二.库仑定律1.库仑定律（两个点电荷之间相互作用力）2.几点说明（1）在国际单位制中，通常采用库仑定律写成设指数的偏差为，则现已测得指数不超过（2）库仑定律中反平方比的规律的验证三.电场静电场：（静）电荷在其周围所激发的“特殊”物质电荷间的相互作用是通过电场来实现下面将从力和能量角度研究电场的性质和规律并由

2、此引进描写电场性质的两个物理量电场强度和电势静电场的特点就是对放入其中的电荷具有力的作用，当电荷在电场中运动时，电场力会对其做功。1.电场强度（描写电场性质的物理量）--试探电荷：点电荷，足够小电荷四电场强度大小：单位电荷所受的电场力方向：正电荷受力方向2.点电荷电场强度思考：即：点电荷系在某点产生的电场强度等于各点电荷单独存在时，在该点产生的电场强度的矢量和----电场强度的叠加原理3.点电荷系的电场强度由点电荷组成的点电荷系的电场强度4.带电体的电场强度（电荷元）+++++++++++++++++++++++++++对不同电荷分布的带电体可分别写作（为电

3、荷体密度）体带电体：（为电荷面密度）面带电体：（为电荷线密度）线带电体：电偶极矩（电矩）5.电偶极子的电场强度讨论1）电偶极子轴线延长线上一点的电场强度2）电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度解：例2、在垂直于均匀带电圆环的轴上的场强。一均匀带电细圆环，半径为R，总电量为q，求圆环轴线上任一点的场强。(1)（点电荷电场强度）(2)(3)讨论：场强叠加原理不要求计算，课本5-2,5-3可以不看。一.电场线1.一系列带箭头的曲线：曲线上每一点的切线方向都和该点的场强方向一致，这些线称为电场线。q0F第二节电通量高斯定理2.场强的大小：在电场中任一点，假想作一个面

4、积元，与该点场强E的方向相垂直(上图)，使得通过这面积元所画的电场线条数满足以下的关系：dd结论：在电场中任一点处的电场线数密度在数值上等于该点处场强的大小。用电场线数密度来表示场强的大小E时密度大的区域，电场线密集，表示该处的场强较强；密度小的区域，电场线疏稀，表示该处的场强较弱。点电荷的电场线正点电荷+负点电荷一对等量异号点电荷的电场线+一对等量正点电荷的电场线++一对不等量异号点电荷的电场线带电平行板电容器的电场线++++++++++++小结电场线的性质：(1)静电场中任何一条电场线，都是起自正电荷(或来自无穷远处)，终止于负电荷(或伸向无穷远)，它们

5、不会在没有电荷的地方中断，更不会回到电场线的起始点上的电荷处而形成闭合的回线。(2)因为在静电场中任何一点（除点电荷所在处以外），只有一个确定的场强方向，所以任何两条电场线不可能相交。EE’＋二.电通量定义：以dS表示电场中某一个假象的面元，通过此面元的电场线条数即为通过这一面元的电通量。en定义矢量面元面元dS在垂直于场强方向的投影是：通过面元dS的电通量：注意：通过dS和的电场线条数是一样的。均匀场,平面由于为dS和E之间的夹角，得：注：当时，dFe为正；当时，dFe为负。非均匀场，任意曲面小面元面积分规定为封闭曲面的外法线方向任意封闭曲面闭合面积分结论

6、1：通过整个封闭曲面的电通量Fe就等于穿出与穿入封闭曲面的电场线的条数之差，也就是净穿出封闭面的电场线的总条数。结论2：对封闭曲面(1)若Fe>0，即电通量为正，则有净的电场线从曲面之内向外穿出；(2)若Fe<0，即电通量为负，则有净的电场线从外部穿入曲面。通过真空中静电场内任意封闭曲面S的电通量，等于该曲面所包围的电荷的代数和的e0分之一倍二高斯定理电磁场的基本定理之一德国数学家和物理学家高斯(K.F.Gauss)曾从理论上证明，静电场中任一封闭曲面上所通过的电通量与这一封闭曲面内所包围的电荷电量间存在着确定的量值关系，这一关系被称为高斯定理：1.高斯定理

7、+S1)点电荷位于球面中心高斯定理库仑定律电场强度叠加原理2.高斯定理的验证+S’2)点电荷在任意封闭曲面内注意：从点电荷q发出的电场线连续地延伸到无限远处。连续性S3)点电荷在封闭曲面之外穿入的电场线的条数=穿出的电场线的条数单个点电荷的高斯定理4)由多个点电荷产生的电场1.通过封闭曲面的电通量只决定于它所包含的电荷，封闭曲面外的电荷对电通量无贡献；而高斯定律中的场强则是由全部电荷（曲面内和曲面外）产生的。注意：2.上节所说的电场线起始于正电荷、终止于负电荷的这一性质，是高斯定理的必然结果。这一性质显示了静电场是有源场。+讨论下列说法是否正确？静电场中的任

8、一闭合曲面S，若有，则S面上的E处处为零。若闭合曲面